1.4.8. Некоторые примеры работы сети gsm Обслуживание вызова от абонента стационарной сети к абоненту мобильной сети gsm
Cледующий пример [33, 36, 40, 81, 84, 86, 98, 107] описывает обслуживание вызова от абонента стационарной сети к абоненту мобильной сети GSM (рис. 1.11):
Рис. 1.11. Обслуживание вызова от абонента стационарной сети к абоненту мобильной сети GSM
В рассматриваемом примере порядок действий следующий:
Входящий вызов поступает от стационарной сети ТфОП на вход шлюза MSC (GMSC — Gateway MSC).
На основе международного мобильного идентификационного номера станции (IMSI — International Mobile Station Identity) вызываемого абонента определяется домашний регистр местоположения (HLR).
Затем запрашивают соответствующий визитный регистр местоположения (VLR) для того, чтобы определить для мобильной станции номер для услуг роуминга (рис. 1.12) — MSRN (Mobile Station Roaming Number).
Он передается назад в HLR GMSC.
Затем соединение переключается к соответствующему MSC.
MSC вырабатывает запрос VLR.
Теперь визитный регистр местоположения (VLR) делает запрос зоны местоположения (LA — Location Area) и о состоянии (доступности) мобильного абонента. Если MS отмечена как доступная, то выполняется п. 8.
Передается широковещательный вызов по всей зоне нахождения, записанной в визитном регистре местоположения (VLR).
Мобильный абонентский телефон отвечает на широковещательный запрос из текущей радиосоты.
После этого выполняются все необходимые процедуры безопасности (аутентификация и обмен шифровальными ключами). Если они выполнены успешно, то выполняется п. 11.
Визитный регистр местоположения (VLR) указывает для MSC, что вызов закончен, и передает MSC временный мобильный опознавательный код станции (TMSI — Temporary Mobile Station Identity).
MSC передает MS TMSI и информирует его о начале работы.
На рис. 1.12 отдельно отображен процесс изменения номеров в процессе установления входящего вызова.
Рис. 1.12. Принцип изменения номера
Регистрация в сети
При каждом включении телефона после выбора сети начинается процедура регистрации (рис. 1.13). Рассмотрим наиболее общий случай — регистрацию не в домашней, а в чужой, так называемой гостевой, сети (будем предполагать, что услуга роуминга абоненту разрешена).
Рис. 1.13. Процесс регистрации
MS по широковещательному каналу управления (BCCH) проводит сканирование свыше 16 соседних сот, и формируется список шести лучших кандидатов на возможную передачу соединения, основанную на полученной напряженности поля сигналов.
MS находит канал BCCH с наиболее высоким уровнем сигнала, проводит синхронизацию, расшифровывает идентификатор BTS и передает эту информацию к BSC и MSC.
По запросу MSC производит запрос MS с номером IMSI.
MS передает IMSI абонента. IMSI начинается с кода страны "приписки" его владельца, далее следуют цифры, определяющие домашнюю сеть, а уже потом — уникальный номер конкретного подписчика. Начало IMSI соответствует коду страны и оператору (например, 250 — Россия, 99 — Билайн).
По номеру IMSI VLR гостевой сети определяет домашнюю сеть и запрашивает ее HLR.
Домашний регистр мобильного центра коммутации (MSC/HLR) передает всю необходимую информацию об абоненте в VLR, который сделал запрос, а у себя размещает ссылку на этот VLR, чтобы в случае необходимости знать, где "искать" абонента.
MSC совместно с VLR проводит проверку полномочий.
В положительном случае MSC включает MS в обслуживание.
После процедуры идентификации и взаимодействия гостевого VLR с домашним HLR запускается счетчик времени, задающий момент перерегистрации в случае отсутствия каких-либо сеансов связи. Обычно период обязательной регистрации составляет несколько часов. Перерегистрация необходима для того, чтобы сеть получила подтверждение, что телефон по-прежнему находится в зоне ее действия. Дело в том, что в режиме ожидания "трубка" только отслеживает сигналы, передаваемые сетью, но сама ничего не излучает. Процесс передачи начинается только в случае установления соединения, а также при значительных перемещениях относительно сети (ниже это будет рассмотрено подробно), — в таких случаях таймер, отсчитывающий время до следующей перерегистрации, запускается заново. Поэтому при "выпадении" телефона из сети (например, был отсоединен аккумулятор, или владелец аппарата зашел в метро, не выключив телефон) система об этом не узнает.
При первой установке абонента в сети выполняется операция закрепления международного идентификационного номера мобильной станции (IMSI — International Mobile Station Identity). Обратная закреплению процедура — открепление — позволяет сети знать, что передвижная станция недостижима, и устраняет необходимость напрасно распределять каналы и передавать широковещательные сообщения. Процедура закрепления похожа на обновление местоположения и сообщает, что мобильная станция доступна снова.
Все пользователи случайным образом разбиваются на 10 равноправных классов доступа (с номерами от 0 до 9). Абоненту присваивается класс доступа. Существует несколько специальных классов с номерами с 11 по 15 (разного рода аварийные и экстренные службы, служебный персонал сети). Информация о классе доступа хранится в SIM-карте. Особый, 10-й класс доступа позволяет совершать экстренные звонки (по номеру 112), если пользователь не принадлежит к какому-либо разрешенному классу или вообще не имеет IMSI (SIM). В случае чрезвычайных ситуаций или перегрузки сети некоторым классам может быть на время закрыт доступ в сеть.
Активация IMSI и закрепление/открепление осуществляется оператором на базе определенной соты.